12级高二数学排列组合周末练习答案

巡山小妖精
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2021年01月10日 15:25
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2021年1月10日发(作者:全福谦)



排列归纳
排列组合问题千变万化,解法灵活,条件隐晦,思维抽象 ,难以找到解题的突破口。因而在求解排列
组合应用题时,除做到:排列组合分清,加乘原理辩明,避免 重复遗漏外,还应注意积累排列组合问题得
以快速准确求解。
一.直接法
1. 特殊元素法
例1、用1,2,3,4,5,6这6个数字组成无重复的四位数,试求满足下列条件的四 位数各有多少个
(1)数字1不排在个位和千位
(2)数字1不在个位,数字6不在千位。
A
5
A
4
=240 分 析:(1)个位和千位有5个数字可供选择
A
5
,其余2位有四个可供选择
A
4
,由乘法原理:
2
2
2
2
2.特殊位置法 (2)当1在千位时余下三位有
A
5
=60,1不在千位时,千位有
A< br>4
种选法,个位有
A
4
种,余下的有
A
4

共有
A
4
A
4
A
4
=192所以总共有1 92+60=252
二.间接法
当直2)可用间接法
A
6
2A
5
A
4
=252
432
11
3
11< br>2
2
例2、有五张卡片,它的正反面分别写0与1,2与3,4与5,6与7,8与9, 将它们任意三张并排放在
一起组成三位数,共可组成多少个不同的三位数?
分析:此例正面求解需考虑0与1卡片用与不用,且用此卡片又分使用0与使用1,类别较复杂,
而可 使用间接计算:任取三张卡片可以组成不同的三位数
C
5
2A
3
个,其中0在百位的有
C
4
2

A
2

222
个,这是不合题意的。故共可组成不同的三位数
C
5
2A
3

C
4
2

A
2
=432(个)
333
333
222
三.插空法
当需排元素中有不能相邻的元素时,宜用插空法。
例3、在一个含有8个节目的节目单中,临 时插入两个歌唱节目,且保持原节目顺序,有多少中插入方法?
分析:原有的8个节目中含有9 个空档,插入一个节目后,空档变为10个,故有
A
9
A
10
=1 00中插
入方法。
四.捆绑法
当需排元素中有必须相邻的元素时,宜用捆绑法。
例4 、4名男生和3名女生共坐一排,男生必须排在一起的坐法有多少种?
分析:先将男生捆绑在一起看成 一个大元素与女生全排列有
A
4
种排法,而男生之间又有
A
4
种排法,
又乘法原理满足条件的排法有:
A
4
×
A
4=576
练习1.四个不同的小球全部放入三个不同的盒子中,若使每个盒子不空,则不同的放法有 种

C
4
A
3

2. 某市植物园要在30天内 接待20所学校的学生参观,但每天只能安排一所学校,其中有一所学校
人数较多,要安排连续参观2天 ,其余只参观一天,则植物园30天内不同的安排方法有(
C
29
A
28< br>)(注
意连续参观2天,即需把30天种的连续两天捆绑看成一天作为一个整体来选有
C
29
其余的就是19所学校
选28天进行排列)
五.隔板法
名额分配或相同物品的分配问题,适宜采用隔板法。
例5、某校准备组建一个由12人组成篮 球队,这12个人由8个班的学生组成,每班至少一人,名额分
配方案共 种 。
分析 :此例的实质是12个名额分配给8个班,每班至少一个名额,可在12个名额种的11个空当中插
入7 块隔板,一种插法对应一种名额的分配方式,故有
C
11

15
练习1.(a+b+c+d)有多少项?
当项中只有一个字母时,有
C
4
种(即a.b.c.d而指数只有15故
C
4
C
14

C
14
当项中有2个字母时,有
C
4
而指数和 为15,即将15分配给2个字母时,如何分,闸板法一分为2,
2
1
7
11
44
44
23
119
1
110
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C
4
C
14
< br>当项中有3个字母时
C
4
指数15分给3个字母分三组即可
C
4
C
14

当项种4个字母都在时
C
4
C
14
四者都相加即可.
练习2.有20个不加区别的小球放入编号为1,2,3的三个盒子里,要求每个盒子内的球数不少编号
数,问有多少种不同的方法?(
C
16

3.不定方程X
1
+X
2
+X
3
+„+X
50
=100中不同的整 数解有(
C
99

六.平均分堆问题
例6、6本不同的书平均分成三堆,有多少种不同的方法?
分析:分出三堆书(a
1
,a
2
),(a
3
,a
4
),(a
5
,a
6
)由顺序不同可以有
A
3
=6种,而这6种分法只算 一种分
堆方式,故6本不同的书平均分成三堆方式有
C
6
C
4
C
2
A
3
3
222
3
49
2
2
1
332
43
=15种
练习:1.6本书分三份,2份1本,1份4本,则有不同分法?
2.某年级6个班的数学课,分配给甲乙丙三名数学教师任教,每人教两个班,则分派方法的种数。
七. 合并单元格解决染色问题
例7、 如图1,一个地区分为5个行政区域,现给地图着色,要求相邻区域不 得使用同一颜色,现有四
种颜色可供选择,则不同的着色方法共有 种(以数字作答)。
分析:颜色相同的区域可能是2、3、4、5.
下面分情况讨论:
2
(ⅰ)当2、4颜色相同且3、5颜色不同时,将2、4合并成一个单元格,此时
5
4
3
2,4
不同的着色方法相当于4个元素 ①③⑤的全排列数
A
4

1
(ⅱ)当2、4颜色不同且3、5颜色相同时,与情形(ⅰ)类似同理可得
A
4

着色法.
(ⅲ)当2、4与3、5分别同色时,将2、4;3、5分别合并,这样仅有三个单元格


2,4


3,5
从4种颜色中选3种来着色这三个单 元格,计有
C
4

由加法原理知:不同着色方法共有2
A
4

4
4
4
3
A
3
3
种方法.

C
A
4
3
3
3
=48+24=72(种)
练习1.将3种作物种植在排成一行的5块试验田里,每快种植一种作物且相邻的试验田不能种植同一作
物 , 不同的种植方法共 种(以数字作答) (72)
2.某城市中心广场建造一个 花圃,花圃分为6个部分(如图),现要栽种4种颜色的花,每部分栽种一
种且相邻部分不能栽种 同一样颜色的话,不同的栽种方法有 种(以数字作答).(120)

5

1
6

4
3.如图,用不同的5种颜色分别为ABCDE五部分着色 ,相邻部分不能用同一
3
2
颜色,但同一种颜色可以反复使用也可以不用,则符合这种 要求的不同着色
种数.(540)

B

D
A
C

E


4.如图:四个区域坐定 4个单位的人,有四种不同颜色的服装,每个单位的观众必须穿同种颜色的服
装,且相邻两区域的颜色不 同,不相邻区域颜色相同,不相邻区域颜色相同与否不受限制,那么不同的着
色方法是 种(84)
4


3
1
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2




5.将一四棱锥(如图)的每个顶点染一种颜色,并使 同一条棱的两端点异色,若只有五种颜色可供使用,
则不同的染色方法共 种(420)
A


E
B

D

C

八.递推法
例8、 一楼梯共10级,如果规定每次只能跨上一级或两级,要走上这10级楼梯,共有多少种不同的走
法?
分析:设上n级楼梯的走法为a
n
种,易知a
1
=1,a
2
=2,当n≥2时,上n级楼梯的走法可分两类:第一类:
是最后一步跨一级,有a
n -1
种走法,第二类是最后一步跨两级,有a
n-2
种走法,由加法原理知:a
n
=a
n-1
+ a
n-2
,
据此,a
3
=a
1
+a
2
=3,a
4
=a
#
+a< br>2
=5,a
5
=a
4
+a
3
=8,a
6
=13,a
7
=21,a
8
=34
,
a
9
=55,a
10
=89.故走上10级楼梯共有89种不同的
方法。
九.几何问题
1.四面体的一个顶点为A,从其它顶点与各棱中点取3个点,使它们和点A在同一平面上,不同的取法有
种(3
C
5
+3=33)
2.四面体的棱中点和顶点共10个点( 1)从中任取3个点确定一个平面,共能确定多少个平面?任取4个
点,不共面的有多少个?
任取3个:
C
10
-4
C
6
+4-3
C
4
+3-6C
4
+6+2×6=29
任取4个:
C
10
4C
6
63141

(2)以这10个点为顶点,共能确定多少个三棱锥、四棱锥?凸棱锥呢?
4444
三棱锥 C
10
-4C
6
-6C
4-3C
4
=141 四棱锥 6×4×4=96,3×6=18 共有114,只能构成三棱锥和四棱锥,故凸
棱锥共141+114=255(个)
十. 先选(组合)后排(排列)法
例9、有甲乙丙三项任务,甲需2人承担,乙丙各需1人承担,从10人 中选派4人承担这三项任务,不同
的选派方法有( )
A.1260种 B.2025种 C.2520种 D.5054种
分析:先从10人中选出2人
练习:1.从0到9十个数字中,任选2个奇数和3个偶数,能组成多少个没有重复数字的五位数? < br>(1)如果偶数未选0:
C
5
C
4
A
5
4 800

(2)如果偶数选了0:
C
5
C
4
A
4
A
4
5760
,故能组成4800+5760=10560( 个)没有重复数字的五位数.
十一.用转换法解排列组合问题
例10、某人连续射击8次有 四次命中,其中有三次连续命中,按“中”与“不中”报告结果,不同的结
果有多少种.
解: 把问题转化为四个相同的黑球与四个相同白球,其中只有三个黑球相邻的排列问题.
A
5
=20种
例11. 5个人参加秋游带10瓶饮料,每人至少带1瓶,一共有多少钟不同的带法.
解:把问题转化为5个相同的白球不相邻地插入已经排好的10个相同的黑球之间的9个空隙种的排列问
题.
C
9
=126种
例12、从1,2,3,„,1000个自然数中任取10个不连续的自然数,有多少种不同的去法.
解 把稳体转化为10个相同的黑球与990个相同白球,其中黑球不相邻的排列问题。
C< br>991

例13 、某城市街道呈棋盘形,南北向大街5条,东西向大街4条,一人欲从 西南角走到东北角,路程最
短的走法有多少种.
解:无论怎样走必须经过三横四纵,因此,把 问题转化为3个相同的白球与四个相同的黑球的组合问
题.
C
7
=35(种)
例14 、一个楼梯共18个台阶12步登完,可一步登一个台阶也可一步登两个台阶,一共有多少种不同的
3
10
5
2
2214
235
44
3
3333
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走法.
解: 根据题意要想12步登完只能6个一步登一个台阶,6个一步登两个台阶,因此,把问题转化为6个
相同 的黑球与6个相同的白球的排列问题.
C
12
=924(种).
10
例15 、求(a+b+c)的展开式的项数.
αβγ
解:展开使的项 为abc,且α+β+γ=10,因此,把问题转化为2个相同的黑球与10个相同的白球的排
列问题.
C
12
=66(种)
例16 、亚、欧乒乓球对抗赛,各队均有5名队员,按事先排好的顺序参加擂台赛,双方先由1号队员比
赛, 负者淘汰,胜者再与负方2号队员比赛,直到一方全被淘汰为止,另一方获胜,形成一种比赛过程.那
么 所有可能出现的比赛过程有多少种?
解:设亚洲队队员为a
1
,a
2
,„,a
5
,欧洲队队员为b
1
,b
2
,„,b
5
,下标表示事先排列的出场顺序,若以依
次被淘汰的队员为顺序.比赛过程转化为这10个字 母互相穿插的一个排列,最后师胜队种步被淘汰的队
员和可能未参加参赛的队员,所以比赛过程可表示为 5个相同的白球和5个相同黑球排列问题,比赛过程
的总数为
C
10
=252 (种)
十二.转化命题法
例17 、圆周上共有15个不同的点,过其中任意两点连一弦,这些弦在圆内的交点最多有多少个?
分析:因 两弦在圆内若有一交点,则该交点对应于一个以两弦的四端点为顶点的圆内接四边形,则问题
化为圆周上 的15个不同的点能构成多少个圆内接四边形,因此这些现在圆内的交点最多有
C
15
=1365(个)
十三.概率法
例18 、一天的课程表要排入语文、数学、物理、化学、英语、体育六节课,如果数学必须排在体育之前,
那么该天的课程表有多少种排法?
分析:在六节课的排列总数中,体育课排在数学之前与数学 课排在体育之前的概率相等,均为
例所求的排法种数就是所有排法的
1
2
1< br>2
4
2
6
6
,故本
,即
1
2
A=360种
十四.除序法
例19、用1,2,3,4,5,6,7这七个数字组成没有重复数字的七位数中,
(1)若偶数2,4,6次序一定,有多少个?
(2)若偶数2,4,6次序一定,奇数1,3,5,7的次序也一定的有多少个?
解( 1)
A
7
7
3
A
3
(2)
A
7< br>3
7
4
A
3
A
4

十五.错位排列
例20、同室四人各写一张贺卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人送出的卡片,则不同的分配方法
有 种(9)
公式 1)
a
n
(n1)(a
n 1
a
n2
)
n=4时a
4
=3(a
3
+a
2
)=9种 即三个人有两种错排,两个人有一种错排.
2)
a
n
=n!(1-
1
1!
+
1
2!
-
1
3!
+„+

1

n
1
n!

练习:有五位客人参加宴会, 他们把帽子放在衣帽寄放室内,宴会结束后每人戴了一顶帽子回家,回家
后,他们的妻子都发现他们戴了 别人的帽子,问5位客人都不戴自己帽子的戴法有多少种?(44)


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